王 科,胡海濤,魏文婧,邵 洋,陳麗華,何正友
(西南交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院,四川 成都 610031)
電氣化鐵路動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷模型作為一種動(dòng)態(tài)復(fù)合模型,是基于牽引供電系統(tǒng)供電臂上運(yùn)行的動(dòng)車組或電力機(jī)車數(shù)量、各車的位置、消耗/反饋的視在功率以及諧波輸出含量等隨時(shí)間變化的參數(shù)而建立的。它是實(shí)現(xiàn)電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)電能質(zhì)量水平評(píng)估、動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算(包括基波潮流計(jì)算和諧波潮流計(jì)算)、牽引負(fù)荷評(píng)估、牽引變壓器容量校核等應(yīng)用[1-3]的關(guān)鍵技術(shù)。
針對(duì)電氣化鐵路動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷建模問題,國(guó)內(nèi)外專家主要采用的建模方法有基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析方法和基于仿真計(jì)算的分析方法2種。文獻(xiàn)[4—5]基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)和最小二乘法等數(shù)據(jù)處理手段,計(jì)算有功功率、無(wú)功功率、諧波輸出含量等電氣量的分布特性,進(jìn)而建立了相應(yīng)的電氣化鐵路牽引負(fù)荷概率模型;該模型雖然能很好地反映電氣化鐵路牽引負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)特性,但不能準(zhǔn)確地表征電氣化鐵路牽引負(fù)荷的實(shí)時(shí)特性,如機(jī)車的數(shù)量、位置等。文獻(xiàn)[6]根據(jù)牽引計(jì)算的基本理論,采用仿真計(jì)算分析方法從動(dòng)車組運(yùn)動(dòng)方程入手,建立了動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)有功功率模型,但沒有涉及無(wú)功功率、諧波等負(fù)荷特性的分析。文獻(xiàn)[7]和文獻(xiàn)[8]在文獻(xiàn)[6]的基礎(chǔ)上,結(jié)合行車資料建立了電氣化鐵路24 h的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷模型,但因?yàn)椴捎昧斯潭ǖ墓β室驍?shù)而未考慮動(dòng)車組功率因數(shù)在不同運(yùn)行工況下所具有的動(dòng)態(tài)特性,并且也未考慮各次諧波間的交互作用,所以影響了模型的精確性。
本文在文獻(xiàn)[7]和文獻(xiàn)[8]的基礎(chǔ)上,引入基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)功率因數(shù),同時(shí)考慮諧波間的交互影響,進(jìn)而研究電氣化高速鐵路的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷建模方法,并通過相關(guān)算例分析,驗(yàn)證其精確性和實(shí)用性。
模擬動(dòng)車組在區(qū)間運(yùn)行的關(guān)鍵在于:動(dòng)車組的受力分析及其運(yùn)動(dòng)方程求解、各種運(yùn)行工況實(shí)現(xiàn)以及牽引控制策略制定3個(gè)方面。
動(dòng)車組在區(qū)間內(nèi)運(yùn)行的過程中,主要受牽引力FT和阻力FZ的作用[9],如圖1所示。其中阻力包括:基本運(yùn)行阻力F0、坡道附加阻力FP、隧道附加阻力FS、曲線附加阻力FQ以及制動(dòng)力FB。值得注意的是,基本運(yùn)行阻力在運(yùn)行過程中一直存在,其他附加阻力主要與線路條件有關(guān),而牽引力和制動(dòng)力分別在牽引工況和制動(dòng)工況時(shí)存在。各種力的詳細(xì)計(jì)算可參考文獻(xiàn)[8]。
圖1 動(dòng)車組受力示意圖
動(dòng)車組在運(yùn)行方向的單位合力為
(1)
式中:FH為單位合力,N·kN-1;m為動(dòng)車組的質(zhì)量,t;g為重力加速度,取為9.8 m·s-2。
根據(jù)動(dòng)能定律,動(dòng)車組運(yùn)行過程中的單位合力、加速度、速度、位移之間的關(guān)系[8]為
(2)
式中:j為計(jì)算步數(shù);aj為第j步時(shí)的加速度,m·s-2;γ為機(jī)車車輛回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù),取為0.06;vj+1為第j+1步時(shí)的速度, km·h-1;Δt為計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng),s;sj+1為第j+1步時(shí)的位移,m。
根據(jù)牽引力和制動(dòng)力的大小,可將動(dòng)車組的基本運(yùn)行工況劃分為牽引工況、惰行工況、制動(dòng)工況,各個(gè)工況的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)可參考文獻(xiàn)[8]。表1所示為3種工況的基本特性。表中:v為動(dòng)車組的實(shí)時(shí)速度, km·h-1;vm為動(dòng)車組在坡道上的目標(biāo)速度, km·h-1;vz為動(dòng)車組在坡道上的再生制動(dòng)速度, km·h-1。
鐵路線路復(fù)雜多變,為保證動(dòng)車組安全、平穩(wěn)、快速地運(yùn)行,需制定相應(yīng)的牽引控制策略,即根據(jù)動(dòng)車組的實(shí)際速度與目標(biāo)速度、再生制動(dòng)速度之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)3種工況之間的相互轉(zhuǎn)換。常用的控制策略有恒速控制策略和準(zhǔn)恒速控制策略,為保障動(dòng)車組運(yùn)行的準(zhǔn)時(shí)特性,多采用恒速控制策略。圖2所示為恒速控制策略的示意圖[10]。圖中:ε為速度偏差,即是動(dòng)車組實(shí)時(shí)速度v與目標(biāo)速度vm之間的差值, km·h-1。
表1 動(dòng)車組3種工況的基本特征
圖2 牽引控制策略示意圖
表2所示為3種工況之間的轉(zhuǎn)換條件和牽引力/制動(dòng)力的大小。表中:FD(v)為動(dòng)車組在不同速度偏差下的牽引力/制動(dòng)力,可由式(3)計(jì)算。
表2 恒速控制策略工況轉(zhuǎn)換表
(3)
式中:FZ(vm-1)和FZ(vm+5)分別為車速度在vm-1和vm+5時(shí)所有阻力(不包括制動(dòng)力)之和。
依據(jù)1列動(dòng)車組在區(qū)間運(yùn)行過程中的有功功率、無(wú)功功率、諧波輸出含量等電氣量隨時(shí)間的變化,建立單列動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型。其中,有功功率、功率因數(shù)、無(wú)功功率均為在基波條件下計(jì)算得到。
動(dòng)車組從接觸網(wǎng)上獲取的牽引功率依次經(jīng)過受電弓、車載牽引變壓器、整流器、逆變器、牽引電機(jī)和傳動(dòng)箱,最后轉(zhuǎn)換為動(dòng)車組車輪的輪周輸出功率,圖3為動(dòng)車組運(yùn)行過程中的功率流向示意圖。
圖3 牽引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)功率流向圖
在不同運(yùn)行工況下動(dòng)車組網(wǎng)側(cè)的有功功率Pnet(t)可以表示為
(4)
其中,
(5)
式中:P(t)為輸出的有功功率,W;Paux為輔助繞組消耗的有功功率,W;η為傳輸效率,其下標(biāo)G,M,I,C和T分別表示傳動(dòng)箱、牽引電機(jī)、逆變器、整流器以及車載牽引變壓器;FD(t)為動(dòng)車組在t時(shí)刻的實(shí)時(shí)牽引力/制動(dòng)力,kN;v(t)為動(dòng)車組在t時(shí)刻的實(shí)時(shí)速度, km·h-1。
式(5)中實(shí)時(shí)速度、實(shí)時(shí)牽引力/制動(dòng)力均可通過動(dòng)車組的牽引計(jì)算結(jié)果得到,各元件的傳輸效率可由動(dòng)車組的牽引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)額定參數(shù)得到。結(jié)合式(4)和式(5)及動(dòng)車組牽引計(jì)算結(jié)果,即可求出動(dòng)車組在運(yùn)行過程中牽引網(wǎng)側(cè)消耗/反饋的有功功率(即動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)有功功率)。
圖4所示為動(dòng)車組的實(shí)測(cè)功率因數(shù)與有功功率之間的關(guān)系。從圖4可以看出:在牽引工況和再生制動(dòng)工況下,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)隨消耗/反饋功率的增大而增大;在惰行工況下,動(dòng)車組消耗的有功功率多集中在60和80 kW附近,且功率因數(shù)集中在0.8附近,呈正態(tài)分布趨勢(shì)。
圖4 實(shí)測(cè)功率因數(shù)與有功功率的關(guān)系
應(yīng)用玻爾茲曼函數(shù)對(duì)牽引工況和再生制動(dòng)工況的功率因數(shù)分別進(jìn)行擬合[11],得
λ(Pnet)=
(6)
式中:λ(Pnet)為動(dòng)車組在實(shí)時(shí)輸出有功功率為Pnet時(shí)的實(shí)時(shí)功率因數(shù),且Pnet<0時(shí)為再生制動(dòng)工況,Pnet≥100時(shí)為牽引工況。
應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)惰行工況(0 (7) 由式(6)和式(7)得到3種不同工況下功率因數(shù)的擬合效果如圖5所示。從圖5可以看出:擬合結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合,驗(yàn)證了計(jì)算模型的正確性。 圖5 動(dòng)車組功率因數(shù)擬合效果 結(jié)合動(dòng)車組動(dòng)態(tài)有功功率模型和功率因數(shù)模型,便可得到牽引網(wǎng)側(cè)的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率模型為 Qnet(t)=Pnet(t)tan(arccosλ) (8) 式中:Qnet(t)為動(dòng)車組網(wǎng)側(cè)消耗/反饋的實(shí)時(shí)無(wú)功功率。 動(dòng)車組作為大型的諧波負(fù)載,為準(zhǔn)確地模擬其諧波電流的輸出特性,必須考慮諧波電壓對(duì)諧波電流輸出特性的影響[12]。諾頓等效模型能精確地反映諧波電壓與諧波電流之間的關(guān)系,根據(jù)不同的等效原理可分為非耦合諾頓等效模型和耦合的諾頓等效模型。其中,耦合的諾頓等效模型考慮了諧波間的交互影響,具有更好的仿真精度,其電路方程[13]為 (9) 式中:Ih和Uh分別為第h次實(shí)測(cè)時(shí)的諧波電流、電壓;IBh為第h次實(shí)測(cè)時(shí)的諧波電流常量;Yhh為耦合諧波導(dǎo)納矩陣的元素。 改寫式(9)為 IH=IB+YHUH (10) 采用最小二乘法對(duì)諧波電流常量矩陣IB和導(dǎo)納矩陣YH中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì),其計(jì)算式如下[13]。 (IBYH)(h-1)h= (IH)(h-1)m((1)m(UH)m(h-1))mh× (11) 式中:(1)m為m×1階單位矩陣。 結(jié)合不同牽引功率下的動(dòng)車組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),由上式可計(jì)算出相應(yīng)的等效參數(shù),從而得到動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)諧波。考慮到動(dòng)車組具有的高次諧波含量受牽引功率影響小、偶次諧波含量較少、動(dòng)車組惰行時(shí)僅有輔助繞組工作等特點(diǎn),按動(dòng)車組牽引功率和制動(dòng)功率的大小,將動(dòng)態(tài)諧波的計(jì)算模型等效為牽引和制動(dòng)2種工況下的6種情況,見表3。 表3 動(dòng)車組諧波模型 注:表中PTn為額定牽引功率,PBn為額定制動(dòng)功率。 圖6所示為根據(jù)CRH380A型動(dòng)車組的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)求得的諧波電流常量及T1情況耦合的導(dǎo)納矩陣有效值。 圖6 CRH380A型動(dòng)車組諧波等效計(jì)算結(jié)果 列車運(yùn)行圖是用來表示列車在鐵路區(qū)間運(yùn)行及在車站到發(fā)或通過時(shí)刻的技術(shù)文件,是列車運(yùn)行的時(shí)間與空間關(guān)系的圖解,它可以提供各個(gè)車次的列車型號(hào)、運(yùn)行方向、通過的區(qū)間以及在各區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間。應(yīng)用這些信息,結(jié)合線路資料和各車次動(dòng)車組在各個(gè)區(qū)間運(yùn)行的動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型,便可構(gòu)建該線路全天的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷計(jì)算模型。圖7為高速鐵路動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷計(jì)算流程圖,說明如下。 步驟(a)—步驟(c):在步驟(a)中對(duì)列車運(yùn)行圖、線路資料、動(dòng)車組動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型進(jìn)行初始化,并在步驟(b)和步驟(c)中分別初始化車次計(jì)數(shù)和區(qū)間號(hào)。 步驟(d):根據(jù)動(dòng)車組的型號(hào)和行經(jīng)的區(qū)間號(hào),從動(dòng)車組動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型庫(kù)中選取相應(yīng)的動(dòng)車組動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型。 步驟(e):根據(jù)列車運(yùn)行圖中該車次動(dòng)車組的發(fā)車時(shí)間,更新動(dòng)車組動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型中的時(shí)間。 步驟(f)—步驟(h):判斷該車次動(dòng)車組的運(yùn)行方向D。如果D=1,表示其運(yùn)行方向?yàn)橄滦校鋵?shí)際位置為起始站的公里標(biāo)與其運(yùn)行位移之和;若D=0,則表示其運(yùn)行方向?yàn)樯闲?,其?shí)際位置為起始公里標(biāo)與其運(yùn)行位移之差。判斷所有區(qū)間是否已經(jīng)處理完,即判斷當(dāng)前區(qū)間號(hào)nQ是否等于最大區(qū)間號(hào)nQ_max,若未處理完,則更新區(qū)間號(hào)并返回步驟(d),若已經(jīng)處理完,則轉(zhuǎn)入步驟(i)。 步驟(i) —步驟(k):保存該車次動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果,并判斷是否所有車次的動(dòng)車組都被處理,即判斷當(dāng)前車次計(jì)數(shù)ntr是否等于最大發(fā)車數(shù)量ntr_max,是,則流程結(jié)束;否則,更新車次并返回步驟(c)。 圖7 牽引負(fù)荷計(jì)算流程圖 基于列車運(yùn)行圖的高速鐵路動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷計(jì)算方法可應(yīng)用在牽引供電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量評(píng)估、負(fù)荷評(píng)估、牽引變壓器容量校核等方面。下面分別對(duì)其在這3個(gè)方面的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。 某高速鐵路全長(zhǎng)155.4 km,建有牽引變電所3座,車站6個(gè),其供電示意圖如圖8所示。根據(jù)最新調(diào)整后的列車運(yùn)行圖,該線路的運(yùn)營(yíng)時(shí)間為06:04—22:37,每天運(yùn)行148個(gè)車次的動(dòng)車組,上下行各74個(gè)車次,其中“D”字頭、最高時(shí)速為200 km·h-1的動(dòng)車組共計(jì)59個(gè)車次,“G”字頭、最高時(shí)速為300 km·h-1的動(dòng)車組共計(jì)89個(gè)車次。 牽引供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量評(píng)估的本質(zhì)是通過潮流計(jì)算求取電壓、電流的基波和諧波等電氣量。潮流計(jì)算的核心模型有2個(gè):①精確的動(dòng)態(tài)牽引供電系統(tǒng)模型;②精確的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷計(jì)算模型(主要指各個(gè)動(dòng)車組消耗/反饋的視在功率和輸出的諧波電流含量)。其中,動(dòng)車組數(shù)量、位置信息的實(shí)時(shí)獲取是建立精確動(dòng)態(tài)模型的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。 圖8 供電示意圖 圖9所示為采用本文所建立的高速鐵路動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷計(jì)算模型獲得的牽引供電臂上13:10時(shí)刻的牽引負(fù)荷情況,詳細(xì)負(fù)荷信息見表4。從表4中可以看出:采用本文的計(jì)算方法可以準(zhǔn)確得到供電臂上牽引負(fù)荷的實(shí)時(shí)情況,能精確地模擬不同運(yùn)行工況下動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)功率因數(shù)和無(wú)功功率;而采用傳統(tǒng)固定功率因數(shù)的無(wú)功功率模型,會(huì)導(dǎo)致在有功功率較小時(shí)因功率因數(shù)偏大而得到較小的無(wú)功功率,或在有功功率較大時(shí)因功率因數(shù)偏小而得到較大的無(wú)功功率,影響仿真結(jié)果的精確性;從圖9(d)中可以看出,耦合諾頓等效模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的吻合效果更好,驗(yàn)證了耦合諾頓等效模型的精確性。 圖9 任意時(shí)刻牽引負(fù)荷特性 結(jié)合牽引供電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)牽引負(fù)荷模型,即可建立精確的牽引供電系統(tǒng)實(shí)時(shí)模型,然后經(jīng)過基波/諧波潮流計(jì)算,最終可求得相應(yīng)的牽引供電系統(tǒng)電能質(zhì)量指標(biāo)(負(fù)序、諧波等)。 表4 牽引負(fù)荷信息 牽引供電系統(tǒng)負(fù)荷評(píng)估主要用于評(píng)估牽引供電臂沿線負(fù)荷的時(shí)空分布情況,進(jìn)而獲取頻繁受到負(fù)荷沖擊的區(qū)域和時(shí)段,并采取相應(yīng)的措施,提高系統(tǒng)的可靠性。 圖10所示為牽引負(fù)荷的時(shí)空分布情況。從圖10可以看出:①車站附近為全線消耗/反饋瞬時(shí)有功功率最劇烈且頻繁的區(qū)域,這是由于動(dòng)車組在該區(qū)域頻繁啟動(dòng)和再生制動(dòng)所導(dǎo)致的;②動(dòng)車組在進(jìn)站停車過程中再生制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了較大的無(wú)功功率和再生電能,故建議在車站附近設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置和再生能量回收裝置。 圖10 牽引供電系統(tǒng)有功/無(wú)功功率時(shí)空分布情況 動(dòng)車組在供電臂上運(yùn)行期間,在牽引網(wǎng)和牽引變壓器等設(shè)備上產(chǎn)生了一定的損耗,但均遠(yuǎn)小于牽引負(fù)荷的視在功率,因而可忽略這些損耗對(duì)牽引變壓器容量的影響。圖11分別給出了該線路3個(gè)牽引變電所在正常供電和越區(qū)供電2種運(yùn)行方式下視在功率消耗/反饋的動(dòng)態(tài)變化情況。圖中:TSS1+TSS2L表示牽引變電所1向牽引變電所2的左邊供電臂供電;TSS2+TSS1R表示牽引變電所2向牽引變電所1的右邊供電臂供電;TSS2+TSS1R+TSS3L表示牽引變電所2同時(shí)向牽引變電所1的右邊供電臂和牽引變電所3的左邊供電臂供電。 表5給出了不同運(yùn)行工況下,牽引負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)情況。 圖11 牽引變電所24 h負(fù)荷變化情況 牽引變電所編號(hào)供電方案額定容量/(MV·A)最大值/(MV·A)平均值/(MV·A)99%概率統(tǒng)計(jì)值/(MV·A)95%概率統(tǒng)計(jì)值/(MV·A)TSS1(a)(d)63366456625701868423872830012311TSS2(b)(e)(f)(h)633883685291622534745920344627714656913356127786026116141223335TSS3(c)(g)63395135418491269568483133602591 從表5可知:在正常供電方式下,牽引變壓器的額定容量遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行容量,具有較大的容量裕度;在越區(qū)供電方式下,牽引變壓器的容量裕度有所減小,尤其是在多個(gè)供電區(qū)間同時(shí)越區(qū)供電的運(yùn)行工況下。 (1)考慮了動(dòng)態(tài)功率因數(shù)和諧波間交互影響的動(dòng)車組動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算模型能更精確地模擬動(dòng)車組在區(qū)間運(yùn)行過程中視在功率消耗/反饋、諧波電流輸出與時(shí)間、空間(位置)的動(dòng)態(tài)關(guān)系。 (2)基于列車運(yùn)行圖的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷計(jì)算模型能準(zhǔn)確地模擬線路中牽引負(fù)荷數(shù)量、位置、功率的消耗/反饋、諧波電流輸出含量等信息隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化特性,可為動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量評(píng)估、系統(tǒng)負(fù)荷評(píng)估、牽引變壓器容量校核等應(yīng)用提供支撐。 (3)全線路中,有功功率和無(wú)功功率消耗/反饋密集區(qū)集中在動(dòng)車組出站和進(jìn)站較多的車站附近,建議在車站附近設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置和再生能量回收裝置。 (4)圍繞本文的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷建模方法,未來可在以下2個(gè)方面展開深入研究:① 結(jié)合牽引變電所實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),探索牽引負(fù)荷與電能質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)(負(fù)序、諧波等)之間的數(shù)理關(guān)系,進(jìn)而避開復(fù)雜的潮流計(jì)算過程,實(shí)現(xiàn)基于動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷的電能質(zhì)量快速預(yù)測(cè)和評(píng)估;② 基于本文的建模思想,建立普速電力機(jī)車的負(fù)荷模型,從而建立普速列車和高速列車混跑時(shí)的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷模型,實(shí)現(xiàn)大型樞紐變電所的電能質(zhì)量分析和評(píng)估。 [1]HU H, HE Z,WANG K,et al. Power-Quality Impact Assessment for High-Speed Railway Associated with High-Speed Trains Using Train Timetable—Part Ⅱ: Verifications, Estimations and Applications[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2016, 31(4):1482-1492. [2]王斌,胡海濤,高仕斌,等.考慮再生制動(dòng)時(shí)高速鐵路牽引網(wǎng)潮流計(jì)算與分析[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2014,35(1):86-93. (WANG Bin,HU Haitao,GAO Shibin,et al.Power Flow Calculation and Analysis for High-Speed Railway Traction Network under Regenerative Braking[J].China Railway Science,2014,35(1):86-93.in Chinese) [3]陳民武,尚國(guó)旭,智慧,等.高速鐵路牽引變壓器容量與配置方案優(yōu)化研究[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2013,34(5):70-75. (CHEN Minwu, SHANG Guoxu, ZHI Hui, et al. Optimization on the Capacity and Configuration Scheme for Traction Transformer of High Speed Railway [J]. China Railway Science, 2013, 34(5):70-75. in Chinese) [4]YANG S, HUANG M, WU M. High Speed EMU Modeling Based on the Measured Data[C]//International Conference on Sustainable Power Generation and Supply 2009. Nanjing:SUPERGEN,2009:1-4. [5]XIE S. Probability Model of Traction Load Harmonics Based on Least Square Approximation[C]// Electric Machines & Drives Conference 2007.Antalya:IEMDC '07 IEEE International,2007:503-507. [6]HSI P H, CHEN S L.Electric Load Estimation Techniques for High-Speed Railway (HSR) Traction Power Systems[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2001, 50(5): 1260-1266. [7]HU H, HE Z, LI X, et al. Power-Quality Impact Assessment for High-Speed Railway Associated with High-Speed Trains Using Train Timetable—Part Ⅰ: Methodology and Modeling[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2016, 31(2): 693-703. [8]王科.高速鐵路牽引供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模及電能質(zhì)量分析[D].成都:西南交通大學(xué),2015. (WANG Ke. Dynamic Modeling and Analysis of Power Quality of High Speed Railway Traction Power Supply System [D].Chengdu:Southwest Jiaotong University,2015. in Chinese) [9]耿志修,李學(xué)峰,張波.大秦線重載列車運(yùn)行仿真計(jì)算研究[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2008,29(2):88-93. (GENG Zhixiu, LI Xuefeng, ZHANG Bo. Simulation Study of Heavy Haul Train Operation on Datong-Qinhuangdao Railway [J]. China Railway Science, 2008,29(2):88-93. in Chinese) [10]李官軍,馮曉云,王利軍,等.高速動(dòng)車組恒速控制策略的研究與仿真[J].機(jī)車電傳動(dòng),2007(5):12-14. (LI Guanjun,F(xiàn)ENG Xiaoyun,WANG Lijun,et al.Research and Simulation on Constant Speed Control Strategy of High-Speed EMU [J].Electric Drive for Locomotives,2007(5):12-14. in Chinese) [11]胡學(xué)永,宋可薦,吳命利.基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的CRH380AL動(dòng)車組電氣負(fù)荷特性分析[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2013,36(6):23-26,30. (HU Xueyong,SONG Kejian,WU Mingli.Analysis of Electrical Load Characteristics of CRH380AL EMU Based on Measured Data[J].Electric Locomotives & Mass Transit Vehicles,2013,36(6):23-26,30. in Chinese) [12]ARSENEAU R, OUELLETTE M. The Effects of Supply Harmonics on the Performance of Compact Fluorescent Lamps[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 1993, 8(2):473-479. [13]NASSIF A B, YONG J, XU W. Measurement-Based Approach for Constructing Harmonic Models of Electronic Home Appliances[J]. IET Generation, Transmission & Distribution, 2010, 4(3):363-375.2.3 基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)諧波計(jì)算模型
3 基于列車運(yùn)行圖的動(dòng)態(tài)牽引負(fù)荷計(jì)算流程
4 算例分析
4.1 算例概況
4.2 牽引供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量評(píng)估
4.3 牽引供電系統(tǒng)負(fù)荷評(píng)估
4.4 牽引變壓器容量檢核
5 結(jié)論及展望